減圧下での短パルスレ-ザ-照射による衝撃波プラズマの研究

减压短脉冲激光辐照冲击波等离子体研究

• 批准号: 03238207
• 负责人: 香川 喜一郎
• 金额: $ 0.64万
• 依托单位: University of Fukui
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
• 财政年份: 1991
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1991 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-03238207/
• 关键词: 衝撃波; レ-ザ-プラズマ; 衝撃波の構造; レ-ザ-発光分光分析

本年度も昨年度につづき,TEACO_2レ-ザ-を用いて実験を行った。(1)いろいろの金属試料に対して,レ-ザ-強度を変えながら,発生するprimary plasma強度E_0と,ある時間での衝撃波プラズマの先端の位置rの関係を調べr〓E_o^<1/5>の関係があることがわかった。これは点爆発の場合の理論式と一致し,従ってprimary plasmaがblast waveの源である事がわかった。(2)空気に代って,ヘリウム,アルゴンなどの希ガスを用いて,衝撃波プラズマの構造を時間分解分光法で詳しく調べた。空気の場合一つの薄い層状構造であるのに対して、希ガスの場合は二重構造になることが見い出された。これは衝撃波で励起された希ガスの準安定状態が、時間的に遅れて試料から蒸発してくる原子にエネルギ-を与えるためである。(3)CO_2レ-ザ-は水に対する吸収率が高く、食品や生体試料に対して効率よく衝撃波プラズマを発生する。今回はKBr粉末と粉ミルクを混合し圧力をかけペレット状にした試料にレ-ザ-照射し,Caの定量分析を行った。濃度と発光線強度の間には良い比例関係が見られた。これは、この発光プラズマが自己吸収のない薄い層状構造を持つ事によっている。(4)ClやFの原子の励起エネルギ-準位は高く,通常の発光分光分析法では発光しないことが知られている。我々の衝撃波プラズマの温度は高く,特にヘリウム数Torrを雰囲気とした場合,これらの原子のスペクトル線が強く観測されることがわかった。分析に応用した場合の検出限界はppmオ-ダ-に達する。特筆すべき事は,Fに関して,レ-ザ-のエネルギ-を高め強い衝撃波プラズマを発生させた場合,これまで知られていない,全く新しいスペクトル線が強く観測される事が見い出された。以上の他に,移動用の衝撃波プラズマ発光分光分析装置を実現するためのレ-ザ-として,コンバクトなTEA CO_2レ-ザ-の開発を試み,出力180mJ,パルス幅50nsのものを完成させた。

This year ザ the previous year に づ づ に,TEACO_2レ-ザ-を using the を て experiment を to conduct った. (1) い ろ い ろ の metal sample に し seaborne て, レ を ザ - strength - え な が ら, born 発 す る primary plasma intensity E_0 と, あ る time で の blunt shock wave プ ラ ズ マ の apex の position r の masato is を adjustable べ r 〓 E_o ^ < > 1/5 の masato is が あ る こ と が わ か っ た. こ れ は point detonation 発 の theory type と consistent し の situations, 従 っ て primary plasma が blast wave の source で あ る matter が わ か っ た. (2) empty 気 に generation っ て, ヘ リ ウ ム, ア ル ゴ ン な ど の bush ガ ス を with い て, blunt shock wave プ ラ ズ マ の tectonic を time breakdown spectrometry で detailed し く adjustable べ た. In the first situation of the air, there is a <s:1> thin <s:1> layered structure である に に for て, and in the ガス situation, there is a <s:1> double structure になる になる とが とが as shown in された. こ れ は blunt shock wave で wound up さ れ た bush ガ ス の が quasi stable state, the time of に 遅 れ て sample か ら steamed 発 し て く る atomic に エ ネ ル ギ - を and え る た め で あ る. (3) CO_2 レ ザ - は water に す seaborne る が high く 収 absorption rate, food や raw body sample に し seaborne て sharper rate よ く blunt shock wave プ ラ ズ マ を 発 raw す る. Today back は KBr powder と ミ ル ク を mixed し pressure を か け ペ レ ッ ト shape に し た sample に レ - ザ - irradiation し, Ca の quantitative analysis line を っ た. The relationship between concentration と emission intensity <s:1> に と good と ratio が can be found in られた. <s:1> れ れ, <s:1> emits light プラズ プラズ が が, which itself absorbs <s:1> な <s:1> thin <s:1> layered structures を and supports によって る る. (4) Cl や の F atoms の wound up エ ネ ル ギ - quasi high は く, usually の 発 light spectral analysis で は 発 light し な い こ と が know ら れ て い る. I 々 の blunt shock wave プ ラ ズ マ の は く high temperature, special に ヘ リ ウ ム few Torr を 雰 囲 気 と し た occasions, こ れ ら の atomic の ス ペ ク ト ル line が strong く 観 measuring さ れ る こ と が わ か っ た. Analyze the situation where に応 uses た た to go out of the limit 検 and ppm ダ- ダ-に to reach する. Special pen す べ き は, F に masato し て, レ ザ - の エ ネ ル ギ - high を め い blunt shock wave プ ラ ズ マ を 発 raw さ せ た occasions, こ れ ま で know ら れ て い な い, whole new し く い ス ペ ク ト ル line が strong く 観 measuring さ れ る things が see い out さ れ た. に の above him, moving shock wave with の プ ラ ズ マ 発 light spectrum analysis device を be presently す る た め の レ ザ - と し て, コ ン バ ク ト な TEA CO_2 レ ザ - の open 発 を み, output 180 mj, パ ル ス of 50 ns の も の を complete さ せ た.

项目成果

KURNIAWAN hendrick: "Emission Spectrochemical Analysis of halogen Atoms Using Shock Wase Plasma Induced by TEA CO_2 Laser" 分光研究. 41. 21-30 (1992)

KURNIAWAN hendrick：“使用 TEA CO_2 激光诱导的冲击等离子体对卤素原子进行发射光谱化学分析”光谱研究。 41. 21-30 (1992)

KURNIAWAN Hendrick: "The Effect of Different Atmosphers on the excitation Prosess of TEA‐CO_2 Laser Induced Shock Wave Plasma" Applied Spectroscopy.

KURNIAWAN Hendrick：“不同气氛对 TEA-CO_2 激光诱导冲击波等离子体激发过程的影响”应用光谱学。

HARDJOUTOMO Wagini: "A Compact TEA CO_2 Laser for Field‐based Spectrochemical Analysis of Geological Samples" Optics and Laser Technology.

HARDJOUTOMO Wagini：“用于地质样品现场光谱化学分析的紧凑型 TEA CO_2 激光器”光学和激光技术。

KAGAWA Kiichiro: "A New Emission Line from Fluorine atoms in the TEA CO_2 Laser‐Induced Shock Wave Plasma" Japanese Journal of Applied Physics.

香川喜一郎：“TEA CO_2 激光诱导冲击波等离子体中氟原子的新发射线”，日本应用物理学杂志。

KAGAWA Kiichiro: "Emission Spectrochemical Analysis of Food Material Using TEA CO_2 Laser‐Induced Shock Wave Plasma" Japanese Journal of Applied Physics. 30. 1899-1901 (1991)

KAGAWA Kiichiro：“使用 TEA CO_2 激光诱导冲击波等离子体对食品材料进行发射光谱化学分析”日本应用物理学杂志 30. 1899-1901 (1991)